微網故障特征和保護原理

韓振連

沛縣供電公司調度中心，江蘇徐州 221600

1 微網技術概述

能源是人類生存和發展的重要源泉，但不可否認的是，由于長期人們過度的需求，導致能源正在日益枯竭，同時，環境污染也成為近年來世界各國所面對的主要問題。電力是國民經濟的重要命脈，如今，世界絕大部分地區都在采用大電網集中供電，但其供電的安全可靠性卻由于其自身缺陷而日益明顯。分布式發電系統是電力行業的重要技術改革，與大型電站相比，分布式發電設備安裝周期較短，節省投資成本，還可以提高能源利用率。但這種系統也具備一定的缺陷，由于其規模大，很容易對電網造成一定的沖擊。為了減少這種沖擊的影響，微網技術應運而生。

微網的核心在于其“微和精”。“微”在于這種技術是一個獨立的可控單元，與大規模系統相比更加“小巧”；“精”在于其結合了多種裝置，微電源、儲能裝置、負荷及控制裝置。微網雖“微”，但功能卻不容小視，這種技術包括各種所需的能量，電力電子裝置負責能量轉換，為其電源提供充足的動力。微網以其簡單靈活的操作方式，為保證供電可靠性發揮著穩定的功效。

微網技術的出現卻加劇了故障的復雜性，如果微網內部的設備故障，要確保故障及時隔離，使微網系統能夠繼續正常并網運行。如果微網外部發生故障，要確定故障及時隔離后，及時將微網與主網分開繼續正常運行，解列后的微網如果再次出現故障，就要保持二次故障之后的正常操作和運行。根據微網接入后的種種故障保護動作來看，必須要進一步研究微網在不同的運行模式當中的故障情況，針對不同的故障采取不同的解決辦法，這樣才能使微網技術順利發展。

2 微網孤島及穿越運行的原則

如果僅從微網運行的系統中的公共耦合點考慮，無法判斷故障位置。故障有可能發生在配電網側，微網內部和聯絡線上。故障位置確定后，就要對微網的運行規則進行分析。下面根據微網的負荷的重要程度、微網與配電網的功率交換量以及相關的微網并網標準等方面，分析微網孤島和穿越運行的原則。

微網與配電網的隔離并不是一成不變的，根據故障的位置，如果是發生在聯絡線上，則需要將微網和配電網分離，這樣才能順利切除故障。如果故障發生在微網內部的電氣設備，為了便于識別故障，通常根據故障電流的增大數值進一步判斷，由微網內部的保護切除故障即可。如果故障發生在配電網，可以根據情況決定分離還是繼續連接，從而使微網作微網孤島運行或故障穿越運行。

微網作孤島運行時，可以節省成本，不必再另外添加判斷故障的元件。一旦發生故障，微網自動作孤島運行，不影響配電網的安全性和可靠性。

3 微網孤島及故障穿越運行的策略

3.1 斷開聯絡線，微網作孤島運行

斷開聯絡線使微網作孤島運行，主要是針對含有敏感負荷的微網，可作為配電網堅實的后備力量。

3.2 保持微網與配電網的連接

保持微網與配電網的連接，主要是針對不含有敏感負荷的微網，與第一種策略所針對的微網條件相反。但這種方式會有一定的難度，無論是微網故障還是配電網故障，這種方式不可能完全采取一種模式來切除故障，因此就需要分別區分配網故障和微網內部故障的相關操作，如果是微網內部故障，就要保持聯絡線上的靜態開關直接斷開。

4 聯絡線保護原理和方案

聯絡線保護是根據微網孤島運行和穿越運行的策略的需要而產生的，下面就針對聯絡線保護原理作討論。微網孤島和微網故障穿越運行的聯絡線保護裝置是不同的，一個比較簡單，一個相對復雜。

4.1 微網孤島運行時的聯絡線保護

微網孤島運行時的聯絡線保護相對比較簡單，根據微網孤島運行的前提來看，聯絡線沒有任何選擇性的直接斷開，而不再去判斷究竟是何種故障。聯絡線保護不需要經過“思考”直接斷開，對故障的位置不必定位，因此聯絡線保護任務較為簡單：無論是微網內部故障還是配電網故障，斷開連接后，微網作孤島運行，保持供電的安全性和可靠性。如果故障發生在聯絡線上，直接切除故障即可。

4.2 微網故障穿越運行時的聯絡線保護

微網故障穿越運行時的聯絡線保護相對復雜，聯絡線要保持微網與配電網相連，故障的位置無論在哪都要為微網故障作穿越運行考慮。對于靠近微網側的聯絡線保護，分為兩種。

故障在聯絡線上時，要及時、穩妥地切除故障；微網內部故障或配電網故障時，要遏制低電壓對微電源造成的損傷。

對于遠離微網側的保護則要考慮到保護靈敏性等要求，因為聯絡線兩端實際上是一種這雙電源網絡，其線路兩端與配電網和微網分別相連，對保護靈敏性的要求很高，可配置方向元件進一步提高保護的可靠性。這種距離保護基本不會受到運行方式的干擾，在多電源網絡中是一種很可靠的保護方式。

5 結論

本文通過分析微網孤島和穿越運行的原則和要求，進一步闡述了微網和配電網的隔離策略，及微網作孤島運行和穿越運行時的策略，由此引出聯絡線保護的重要性，并根據不同的隔離策略提出相應的網絡線保護方案。

目前對于微網的研究還在不斷的探索中。隨著社會的發展，對于能源的需求量越來越高，如果僅僅靠自然界不可再生的能源，這對于人類今后生活的影響是十分不利的。除了通過發展各種可再生能源，還要解決這些能源大規模與電網相接之后的不利影響，微網可以提高能源的利用率，因此大力研究和發展微網技術是十分必要的。

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